[发明专利]一种新型电磁辐射源系统

说明书

本发明公开一种新型电磁辐射源系统，该系统由五大部分构成：电源、磁场、电极(等离子靶)、靶室、辐射反射器。该系统特征是通过电极放电使靶室内气体电离形成等离子体；当等离子体频率与磁回旋频率相等时，在靶室内发生共振，形成稳定的等离子体环，环内电子持续回旋，从而产生波长在0.004mm～100mm之间的电磁辐射，特别是波长在0.03mm～3mm之间的太赫兹辐射，产生的射线沿靶室的中心轴向外发射，并向靶室外传递。

技术领域

本发明涉及一种新型电磁辐射源系统，特别是涉及一种新型太赫兹辐射源系统。

背景技术

在电磁频谱中，人类已经能高效地产生各种波长波段的电磁辐射，并将其广泛地运用于人类的日常生活、科研、生产、军事、医疗等等各个方面，如钕-钇铝石榴石(近红外光)激光的波长为1064nm，氩氟(紫外光)激光的波长为193nm；利用超短波及微波波段，波长在10m至1mm，开发成功了雷达；而无线电长波的波长在在1000m～2000m。

而界于微波和激光之间的所谓太赫兹波段(波长0.03mm～3mm范围)，电磁频谱中出现了明显的缝隙(gap)，以目前的技术手段，要在该波段生成可观的电磁辐射十分困难。

目前能够产生太赫兹的电磁辐射源大体有三种，1)基于真空电子学的太赫兹源；2)基于光子学的太赫兹源；3)基于半导体的太赫兹源；但上述三种太赫兹源其结构复杂，体积庞大，转化效率低，限制了太赫兹电磁辐射技术的开发和使用。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提出一种新型电磁辐射源系统。其特征是：

通过电极放电使靶室内气体电离，形成等离子体，所生成的电子以等离子体频率作无规热运动；

将靶室置于磁场中，并控制靶室内的磁场强度及方向；

当等离子体频率与磁回旋频率相等时，靶室内会发生共振；

共振形成稳定的等离子体环，电子在环内持续回旋，从而产生波长在0.004mm～100mm之间的电磁辐射，特别是波长在0.03mm～3mm之间的太赫兹辐射，产生的射线沿靶室的中心轴向外发射，并向靶室外传递。

本发明提出一种新型电磁辐射源系统，该系统包括：电源、磁场、靶室、电极和辐射反射器。

所述的电源，该电源所产生电流的强度可以使靶室内气体发生电离。

所述的电极，其位于靶室内，形状可以是圆形或其他多边形；电极材质以金属为主，也可以是石墨等其他可导电的材料；二个电极之间的距离与电源的强度及靶室内的气体浓度相关。

所述的靶室，其靶室形状为圆柱体、圆锥体、长方体或其他多边体；靶室的材质为石英、玻璃、陶瓷、有机玻璃等非磁性材质；靶室内气体可以是空气、各种惰性气体、甲醇、乙腈、丙酮等低沸点的有机溶剂或多种气体的组合，并控制靶室内的气体压力。

所述的磁场，其磁体可以分布在靶室內或靶室外，可以是环状、半环状和各种形态的磁体；磁场可以由单块或多块磁体的组合构成，所产生的磁场强度与本辐射源的发射频率和强度相关；可以是永磁体或电磁体，其材质可以是硅钢、软铁、稀土材料及超导材料。

所述的辐射反射器，可置于靶室内或靶室外，也可以是靶室的一端，其材质可以是表面光滑的各种金属、表面涂膜有强反射能力的玻璃、有机玻璃、陶瓷和复合材料；其形状为圆锥形、半球型等。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：在相对容易实施的条件下，产生足够强度的太赫兹电磁辐射，可填补电磁频谱中微波和红外激光之间明显的缝隙(gap)。

本发明的主要优点包括：生成太赫兹电磁辐射的工作原理简单；辐射源的制造成本较低；产生的太赫兹电磁辐射稳定、强度可控。